(57)【要約】  走査型電子顕微鏡システムであり、電子ビーム源と、第１アライメントフィーチャを有するサンプルステージと、第２アライメントフィーチャを有するレンズを含む電子光学素子を有する電子光学カラムと、第３アライメントフィーチャを有するアライメントプレートと、を有する。本システムは、加えて、参照ターゲット及び検出器アセンブリを有する。電子光学素子は、基板及び参照ターゲット上に同時に合焦するよう構成可能である。本システムは、また、電子ビームを上記第１組のアライメントフィーチャ、上記第２組のアライメントフィーチャ、上記第３組のアライメントフィーチャ、参照ターゲット及び基板のうち少なくとも１個に整列させるための調整を行えるよう電子光学カラムの少なくとも一部分又は複数部分及びサンプルステージに可通信結合されたコントローラを有する。このコントローラにより、電子ビームを第１及び第２高分解能平面に同時に合焦させるための調整も行われる。
2019509609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本又は複数本の電子ビームを生成するよう構成された電子ビーム源と、
基板をしっかり保持するよう構成されており第１アライメントフィーチャを有するサンプルステージと、
一組の電子光学素子を有する電子光学カラムであり、当該一組の電子光学素子が電子光学レンズとその電子光学レンズの下部に実装されたアライメントプレートとを含み、当該電子光学レンズが第２アライメントフィーチャを有し、当該アライメントプレートが第３アライメントフィーチャを有する電子光学カラムと、
検出器アセンブリと、
上記電子光学カラムの上記１個又は複数個の素子及び上記サンプルステージのうち少なくとも１個に可通信結合されたコントローラであり、当該電子光学カラムの当該１個又は複数個の素子及び当該サンプルステージのうち少なくとも１個を調整することで上記１本又は複数本の電子ビームを上記第１アライメントフィーチャ、上記第２アライメントフィーチャ及び上記第３アライメントフィーチャのうち少なくとも１個に対し整列させるよう構成されているコントローラと、
を備える走査型電子顕微鏡システム。
【請求項２】
請求項１に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記検出器アセンブリが二次電子検出器及び後方散乱電子検出器のうち少なくとも一方を備える走査型電子顕微鏡システム。
【請求項３】
請求項１に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記電子光学カラムが一組の電子光学素子を有する走査型電子顕微鏡システム。
【請求項４】
請求項３に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記電子光学素子が、
コンデンサレンズ、１個又は複数個の走査素子、アパーチャ及び対物レンズのうち少なくとも１個を含む走査型電子顕微鏡システム。
【請求項５】
請求項１に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記電子光学レンズが、
対物系及びコンデンサのうち少なくとも一方を含む走査型電子顕微鏡システム。
【請求項６】
請求項５に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記対物系が最終対物系を構成している走査型電子顕微鏡システム。
【請求項７】
請求項５に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記第２アライメントフィーチャが上記対物系のアパーチャ付近に配置されている走査型電子顕微鏡システム。
【請求項８】
請求項１に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記第１アライメントフィーチャが一組のアライメントマークであり上記サンプルステージ上に所在している走査型電子顕微鏡システム。
【請求項９】
請求項１に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記アライメントプレートが、
グリッド、格子、ディスク及びリングのうち少なくとも１個を構成している走査型電子顕微鏡システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記第３アライメントフィーチャが一組のアライメントマークであり上記アライメントプレート上に所在している走査型電子顕微鏡システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記サンプルステージが、
リニアサンプルステージ及び回動サンプルステージのうち少なくとも一方を備える走査型電子顕微鏡システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、更に、
干渉計システムを備える走査型電子顕微鏡システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記干渉計システムが、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向のうち少なくとも一方向におけるサンプルステージ及び電子光学カラムの相対位置変化を計測するよう構成されている走査型電子顕微鏡システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記電子光学カラムが上記干渉計システムと同期化される走査型電子顕微鏡システム。
【請求項１５】
１本又は複数本の電子ビームを生成するよう構成された電子ビーム源と、
基板をしっかり保持するよう構成されたサンプルステージであり、位置を調整することでその基板上に上記電子ビームを合焦させるよう構成されているサンプルステージと、
参照ターゲットと、
一組の電子光学素子を有する電子光学カラムであり、当該一組の電子光学素子が電子光学レンズを含み、上記参照ターゲット及び上記基板上に同時に合焦するよう当該一組の電子光学素子を構成可能な電子光学カラムと、
検出器アセンブリと、
上記電子光学カラムの上記１個又は複数個の素子及び上記サンプルステージのうち少なくとも１個に可通信結合されたコントローラであり、当該電子光学カラムの当該１個又は複数個の素子及び当該サンプルステージのうち少なくとも１個を調整することで上記１本又は複数本の電子ビームを上記参照ターゲット及び上記基板のうち少なくとも一方に整列させるよう、或いは当該参照ターゲット及び基板上に同時に合焦させるよう構成されているコントローラと、
を備える走査型電子顕微鏡システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の走査型電子顕微鏡システムであって、上記参照ターゲット及び上記基板上に上記電子光学素子を同時に合焦させることで、いずれかの焦点面における像ドリフト及びいずれかの焦点面における像ジッタの証拠となる最終像を生成する走査型電子顕微鏡システム。
【請求項１７】
電子ビームドリフト補償方法であって、
サンプルステージ上に基板をしっかり保持させるステップと、
電子光学カラム及びサンプルステージを整列させるステップと、
上記電子光学カラムをステージ干渉計システムに同期させるステップと、
１本又は複数本の電子ビームを１個又は複数個のアライメントフィーチャに対し整列させるステップと、
を有する方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、１本又は複数本の電子ビームを１個又は複数個のアライメントフィーチャに対し整列させるステップが、
１本又は複数本の電子ビームを第１組のアライメントマークに対し整列させるステップを含む方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法であって、１本又は複数本の電子ビームを１個又は複数個のアライメントフィーチャに対し整列させるステップが、
１本又は複数本の電子ビームを第２組のアライメントマークに対し整列させるステップを含む方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法であって、１本又は複数本の電子ビームを１個又は複数個のアライメントフィーチャに対し整列させるステップが、
１本又は複数本の電子ビームを第３組のアライメントマークに対し整列させるステップを含む方法。
【請求項２１】
請求項１７に記載の方法であって、更に、
上記基板について１回又は複数回の計測を実行するステップと、
１本又は複数本の電子ビームを上記第１組のアライメントマーク、上記第２組のアライメントマーク及び上記第３組のアライメントマークのうち少なくとも１個に対し整列させるステップと、
を有する方法。
【請求項２２】
電子ビームドリフト補償方法であって、
サンプルステージ上に基板をしっかり保持させるステップと、
電子光学カラム、サンプルステージ及び参照ターゲットを整列させるステップと、
上記電子光学カラムをステージ干渉計システムに同期させるステップと、
電子ビームを上記基板及び上記参照ターゲット上に同時に合焦させるステップと、
を有する方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、更に、
上記基板について１回又は複数回の計測を実行するステップと、
１本又は複数本の電子ビームを上記基板及び参照ターゲットのうち少なくとも一方に対し整列させるステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は総じて走査型電子顕微鏡に関し、とりわけ走査型電子顕微鏡システムにおける電子ビームドリフト補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願への相互参照）
本願は、「Ｅビーム式計量ツールを対象としたドリフト補償」(DRIFT COMPENSATION ON AN EBEAM BASED METROLOGY TOOL)と題しＦｒａｎｋ  Ｌａｓｋｅ及びＣｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｓｅａｒｓを発明者とし現在係属中である２０１６年３月２４日付米国暫定特許出願第６２／３１２６５１号に基づき米国特許法第１１９条（ｅ）の規定による優先権を主張する出願、或いは現在係属中の（諸）出願がその出願日の利益を主張しうる出願である。この参照を以て上掲の出願の全容を本願に繰り入れる。
【０００３】
半導体デバイス例えば論理デバイス及び記憶デバイスの製造においては、通常、多数の半導体製造プロセスを用い基板例えば半導体ウェハを処理することで、それら半導体デバイスの諸特徴及び構造階層群が形成される。半導体デバイスサイズの縮小が進むにつれ、改良型の検査及び計量装置及び手順を開発することが肝要になってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２０２３２０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／０１０９５９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そうしたテクノロジの一つが電子ビーム式検査及び計量システム、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）である。あるモードでは、ＳＥＭシステムにより、サンプルを過ぎり一次ビームで走査しつつ、そのサンプルの表面から放出される二次電子を収集、分析することで、そのサンプルの表面をイメージングすることができる。通常のＳＥＭシステムでは、その特性解明ツールの内外にてドリフト挙動が生じるため、経時的な表面計測誤差が現れる。従って、ドリフトにより引き起こされるそれら計測誤差の補正を実現するシステム及び方法を提供することが有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い、電子ビーム式特性解明ツールにおけるドリフトを補償するよう構成された走査型電子顕微鏡システムが開示される。ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは、１本又は複数本の電子ビームを生成するよう構成された電子ビーム源を備える。ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは、基板をしっかり保持するよう構成されており第１アライメントフィーチャ（整列用特徴）を有するサンプルステージを備える。また、ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは電子光学カラムを備える。また、ある実施形態では、その電子光学カラムが一組の電子光学素子を有する。また、ある実施形態では、その一組の電子光学素子に、電子光学レンズと、その電子光学レンズの下部に実装されたアライメントプレート（整列板）とが含まれる。また、ある実施形態では電子光学レンズが第２アライメントフィーチャを有する。また、ある実施形態ではアライメントプレートが第３アライメントフィーチャを有する。また、ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは検出器アセンブリを備える。また、ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは、電子光学カラムの１個又は複数個の部分及びサンプルステージのうち少なくとも１個に可通信結合されたコントローラであり、電子光学カラムの１個又は複数個の部分及びサンプルステージのうち少なくとも１個を調整することで１本又は複数本の電子ビームを第１組のアライメントフィーチャ、第２組のアライメントフィーチャ及び第３組のアライメントフィーチャのうち少なくとも１個に対し整列させるよう構成されたものを、備える。
【０００７】
本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い、電子ビーム式特性解明ツールにおけるドリフトを補償するよう構成された走査型電子顕微鏡システムが開示される。ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは、１本又は複数本の電子ビームを生成するよう構成された電子ビーム源を備える。ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは、基板をしっかり保持するよう構成されたサンプルステージを備える。また、ある実施形態では、そのサンプルステージが、位置を調整することでその基板上に電子ビームを合焦させるよう構成される。また、ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは参照ターゲットを備える。また、ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは電子光学カラムを備える。また、ある実施形態では、その電子光学カラムが一組の電子光学素子を有する。また、ある実施形態では、その一組の電子光学素子に電子光学レンズが含まれる。また、ある実施形態によれば、その一組の電子光学素子を、参照ターゲット及びサンプル上に同時に合焦するよう構成することができる。また、ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは検出器アセンブリを備える。また、ある実施形態に係る走査型電子顕微鏡システムは、電子光学カラムの１個又は複数個の部分及びサンプルステージのうち少なくとも１個に可通信結合されたコントローラであり、電子光学カラムの１個又は複数個の部分及びサンプルステージのうち少なくとも１個を調整することで１本又は複数本の電子ビームを参照ターゲット及び基板のうち少なくとも一方に整列させるよう、或いは参照ターゲット及び基板上に同時に合焦させるよう構成されたものを、備える。
【０００８】
本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い電子ビームドリフト補償方法が開示される。ある実施形態に係る方法では、サンプルステージ上に基板をしっかり保持させ、電子光学カラム及びサンプルステージを整列させる。また、ある実施形態に係る方法ではその電子光学カラムをステージ干渉計システムに同期させる。また、ある実施形態に係る方法では、１本又は複数本の電子ビームを１個又は複数個のアライメントフィーチャに対し整列させる。
【０００９】
本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い電子ビームドリフト補償方法が開示される。ある実施形態に係る方法ではサンプルステージ上に基板をしっかり保持させる。また、ある実施形態に係る方法では電子光学カラム及びサンプルステージを整列させる。また、ある実施形態に係る方法ではその電子光学カラムをステージ干渉計システムに同期させる。また、ある実施形態に係る方法では電子ビームを基板及び参照ターゲット上に同時に合焦させる。
【００１０】
ご理解頂けるように、上掲の概略記述及び後掲の詳細記述は共に専ら例示的且つ説明的なものであり、特許請求の範囲記載の発明を必ずしも限定するものではない。添付図面は、明細書に組み込まれ明細書の一部を構成するものであり、本発明の諸実施形態を描出しており、また概略記述と相俟ち本発明の諸原理を説明する働きを有している。
【００１１】
本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）であれば、以下の如き添付図面を参照することで、本件開示の多数の長所をより良好に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るドリフト補償用走査型電子顕微鏡システムを描いたブロック図である。
【図２Ａ】本件開示の１個又は複数個の実施形態における電子光学レンズを描いた断面図である。
【図２Ｂ】本件開示の１個又は複数個の実施形態における第２組のアライメントマーク（整列マーク）を描いた頂面図である。
【図３】本件開示の１個又は複数個の実施形態における電子光学レンズと第３組のアライメントマークを有するアライメントプレートとを描いた概略模式図である。
【図４Ａ】本件開示の１個又は複数個の実施形態における電子光学レンズをサンプルステージ上に実装された基板と共に描いた概略模式図である。
【図４Ｂ】本件開示の１個又は複数個の実施形態における第１組のアライメントマークを描いたサンプルステージ頂面図である。
【図５Ａ】本件開示の１個又は複数個の実施形態における電子光学レンズ及びそれに装備された参照ターゲットの断面図である。
【図５Ｂ】本件開示の１個又は複数個の実施形態における参照ターゲットの頂面図である。
【図６】本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る電子ビーム式特性解明ツールドリフト補償方法を描いたフロー図である。
【図７】フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に描かれている被開示主題を詳細に参照する。
【００１４】
図１Ａ〜図７を総合的に参照し、本件開示に係り電子ビーム式特性解明ツールを対象とするドリフト補償システム及び方法について述べる。
【００１５】
本件開示の諸実施形態は、電子ビーム式特性解明ツールを対象としたドリフト補償、並びにその特性解明ツールの内外で発生するドリフト成分の分離を指向している。例えば、アライメントマークを電子光学カラム内、基板の検査エリア付近、並びに電子光学カラムの下部に実装されたプレート上に所在させることで、ドリフトを補償することが可能となる。加えて、それら幾組かのアライメントマークにより、電子ビーム及び干渉計システムビームの経路上で生じるドリフトを分離させることが可能となる。
【００１６】
図１は、本件開示の一実施形態に係り電子ビーム式特性解明ツールを対象にしたドリフト補償システム１００のブロック図を描いたものである。
【００１７】
実施形態に係る特性解明ツールは、電子源１０２、１個又は複数個の電子光学素子を収容している電子光学カラム１０５、サンプルステージ１１６、干渉計システム１２５、検出器アセンブリ１２０及び／又はコントローラ１４０を備えている。また、実施形態では、第１組のアライメントマーク１２１がサンプルステージ１１６上に所在し、第２組のアライメントマーク１１５が電子光学カラム１０５内に所在し、また第３組のアライメントマーク１１８がその電子光学カラム１０５の下部に実装されたアライメントプレート１１７上に所在している。また、実施形態では、電子光学カラム１０５に備わる電子光学素子の働きで電子ビーム１０４がそれらアライメントマークに対し整列され、ひいては電子ビーム１０４及び／又はステージ１１６にて生じるドリフト（干渉計システム１２５により計測可能なそれ）が補償される。
【００１８】
実施形態に係る特性解明システム１００の電子源１０２は、１本又は複数本の電子ビーム１０４を生成する１個又は複数個の電子銃を有している。当該１個又は複数個の電子銃の一例は単一の電子銃である。当該１個又は複数個の電子銃の別例は複数個の電子銃である。実施形態では、１本又は複数本の電子ビーム１０４を基板１１４の表面上に射突させるよう、それら電子源１０２及び電子光学カラム１０５が構成されている。
【００１９】
また、実施形態では特性解明ツール１００の電子光学カラム１０５が一組の電子光学素子を有している。当該一組の電子光学素子により、電子ビーム１０４の少なくとも一部分を基板１１４の表面へと差し向けることができる。例えば、アクチュエータブルなステージ１１６上に配置されている半導体ウェハへと、その電子ビーム１０４を差し向けることができる。電子光学カラム１０５に備わる一組の電子光学素子には、電子ビーム１０４を基板１１４へと合焦させ及び／又は差し向けるのに適し本件技術分野で既知な、あらゆる電子光学素子を含めうる。実施形態では当該一組の電子光学素子に１個又は複数個の電子光学レンズが含まれている。例えば、これに限られるものではないが、電子ビーム源１０２から電子を集める１個又は複数個のコンデンサレンズ１０７を、それら電子光学レンズに含めることができる。また例えば、これに限られるものではないが、電子ビーム１０４を基板１１４の指定領域上へと集束させる１個又は複数個の対物レンズ１１２を、それら電子光学レンズに含めることができる。
【００２０】
単純さを目的とし、図１では電子光学カラム１０５が１個だけ記されている。ここで注記すべきことに、この構成を本件開示に対する限定事項として解すべきではない。例えば、本システム１００に複数個の電子光学カラムが備わっていてもよい。
【００２１】
また、実施形態では、電子光学カラム１０５に備わる一組の電子光学素子に１個又は複数個の電子ビーム走査素子１０６が含まれている。例えば、これに限られるものではないが、基板１１４の表面に対するビーム１０４の位置を制御するのに適した１個又は複数個の電磁走査コイル又は静電デフレクタを、当該１個又は複数個の電子ビーム走査素子に含めることができる。そうした場合、当該１個又は複数個の走査素子を利用することで、電子ビーム１０４により基板１１４の表面を横断的に走査することができる。
【００２２】
実施形態に係る特性解明システム１００のサンプルステージ１１６は、基板１１４をしっかりと保持する。例えば、必須ではないが、基板１１４を１枚又は複数枚のウェハ（例．１枚又は複数枚の半導体ウェハ）とすることができる。また、実施形態ではサンプルステージ１１６がアクチュエータブルなステージとされている。例えば、これに限られるものではないが、電子ビーム１０４に対し一通り又は複数通りの直線方向（例．ｘ方向、ｙ方向及び／又はｚ方向）に沿い基板１１４を選択的に並進させるのに適した、１個又は複数個の並進ステージを、そのサンプルステージ１１６に具備させることができる。また例えば、これに限られるものではないが、回動方向に沿い基板１１４を選択的に回動させるのに適した１個又は複数個の回動ステージを、そのサンプルステージ１１６に具備させることができる。更に例えば、これに限られるものではないが、直線方向に沿い基板１１４を選択的に並進させること及び／又は回動方向に沿い基板１１４を選択的に回動させることに適した回動ステージ及び並進ステージを、そのサンプルステージ１１６に具備させることができる。また、実施形態に係るシステム１００は干渉計システム１２５を備えている。実施形態では、干渉計システム１２５によりｘ方向及びｙ方向のサンプルステージ変位が追跡される。
【００２３】
そうした場合、ステージ１１６の働きで、電子ビーム１０４に対し基板１１４を並進させることができる。ここで注記すべきことに、本システム１００は、本件技術分野で既知なあらゆる走査又はスポット検出モードで動作させることができる。例えば、電子ビーム１０４により基板１１４の表面を横断的に走査する際に、本システム１００を「スワシング」又は「ラスタリング」（即ち「ステップアンドセトル」）モードで動作させることができる。この場合、本システム１００によりサンプルを動かしながら電子ビーム１０４により基板１１４の表面を横断的に走査すること、またその走査の方向をサンプルの運動方向に対し名目上垂直にすることができる。また例えば、電子ビーム１０４により基板１１４の表面を横断的に走査する際に、本システム１００をステップアンドスキャンモードで動作させてもよい。
【００２４】
実施形態に係る特性解明システム１００の干渉計システム１２５は、サンプルステージ１１６の運動を追跡する。実施形態では、干渉計システム１２５により計測レーザビームが生成され、それによりサンプルステージ１１６の直線的変位が追跡されている。例えば、干渉計システム１２５により２本の計測ビームを生成し、それによりｘ方向及びｙ方向におけるサンプルステージ１１６の変位を追跡してもよい。実施形態では電子光学カラム１０５がこの干渉計システムと同期化されている。
【００２５】
また、実施形態では第１組のアライメントマーク１２１がサンプルステージ１１６上に所在している。実施形態では、基板１１４の検査エリア付近となるようこの第１組のアライメントマーク１２１が配置されている。例えば、基板１１４の隅部付近に所在する個別マークを以て第１組のアライメントマーク１２１とすることができる。また、実施形態では第２組のアライメントマーク１１５が電子光学カラム１０５内に所在している。例えば、電子光学レンズ１１２のうち１個の上に第２組のアライメントマーク１１５を所在させることができる。一例としては、電子光学カラム１０５の最終対物レンズたる電子光学レンズ１１２上に、第２組のアライメントマーク１１５を所在させることができる。また、実施形態では最終対物レンズのアパーチャ付近に第２組のアライメントマーク１１５が配置されている。また、実施形態では、第３組のアライメントマーク１１８が、電子光学カラム１０５の下部に実装されたアライメントプレート１１７上に所在している。例えば、電子光学カラム１０５の最終対物系の下部に実装されたアライメントプレート１１７上に、第３組のアライメントマーク１１８を所在させることができる。実施形態におけるアライメントプレート１１７はディスクであり、それを介し電子ビーム１０４が伝搬する孔をその中葉部に有している。例えば、アライメントプレート１１７を、その上部にグリッドパターンを具備するリングとすることができる。一例としては、第３組のアライメントマーク１１８を特殊なグリッドパターンとし、それをアライメントプレート１１７たるリングの上面上に所在させる。実施形態によってはアライメントプレート１１７が格子とされる。
【００２６】
また、実施形態に係る特性解明システム１００の検出器アセンブリ１２０は、基板に発する電子を検出する。注記すべきことに、この検出器アセンブリ１２０には、本件技術分野で既知なあらゆる種類の電子検出器を具備させることができる。例えば、検出器アセンブリ１２０を二次電子検出器や後方散乱電子検出器とすることができる。ある実施形態では、基板１１４に発する電子がエバーハート・ソーンリー検出器（又はその他の種類のシンチレータ式検出器）を用い収集、イメージングされよう。別の実施形態では、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）を用い電子が収集、イメージングされよう。また別の実施形態では、ＰＩＮ又はｐｎ接合型検出器、例えばダイオード又はダイオードアレイを用い電子が収集、イメージングされよう。更に別の実施形態では、１個又は複数個のアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を用い電子が収集、イメージングされよう。
【００２７】
また、実施形態に係る特性解明システム１００のコントローラ１４０は電子ビームを整列させる。例えば、そのコントローラ１４０を、検出器アセンブリ１２０内にある１個又は複数個の検出器並びに電子光学カラム内にある１個又は複数個の素子の出力に可通信結合させる。実施形態におけるコントローラ１４０は相応なプログラム命令を実行するよう構成された１個又は複数個のプロセッサ（図示せず）を有しており、その実行により、本件開示中に記載されている１個又は複数個のデータ処理ステップを当該１個又は複数個のプロセッサに実行させることができる。実施形態では、コントローラ１４０に備わる１個又は複数個のプロセッサがキャリア媒体（例．非一時的格納媒体（即ち記憶媒体））と通信することができ、そのキャリア媒体内のプログラム命令が然るべく構成されているので、同コントローラ１４０に備わる１個又は複数個のプロセッサに、本件開示中に記載されている諸ステップを実行させることができる。ご認識頂くべきことに、それら、本件開示中に記載の諸処理ステップを単一の情報処理システムにより実行してもよいし、それに代え複数個の情報処理システムにより実行してもよい。コントローラ１４０には、これに限られるものではないが、パーソナルコンピュータシステム、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、イメージコンピュータ、並列プロセッサその他、本件技術分野で既知なあらゆるデバイスを具備させうる。一般に、語「コンピュータシステム」は、記憶媒体から得られる命令を実行するプロセッサを１個又は複数個有するデバイス全てが包括されるよう、広く定義することができる。更に、本システム１００の諸サブシステムに、上掲の諸ステップのうち少なくとも一部を実行するのに適したコンピュータシステム又は論理素子を具備させうる。従って、上掲の記述を本件開示に対する限定事項として解すべきではなく、単なる例証として解すべきである。
【００２８】
実施形態では、コントローラ１４０に備わる１個又は複数個のプロセッサにより、電子ビーム１０４のアライメント（整列）に係るデータを検出器アセンブリ１２０から受け取ることができる。それを受け、コントローラ１４０に備わる１個又は複数個のプロセッサにより一組のプログラム命令を実行することで、電子ビーム１０４の整列具合を分析すること、並びに電子ビーム１０４が基板１１４上で合焦する個所を調整することができる。
【００２９】
ここで更に注記すべきことに、第１組のアライメントマーク１２１を伴うサンプルステージ１１６、第２組のアライメントマーク１１５を伴う電子光学レンズ１１２、並びに第３組のアライメントマーク１１８を伴うアライメントプレート１１７は、既存の電子ビーム式検査又は計量ツールに挿入することができる。そうした場合、第１組のアライメントマーク１２１、第２組のアライメントマーク１１５並びに第３組のアライメントマーク１１８により提供されるドリフト補償能力で以て、既存の電子ビーム式検査又は計量ツールを補強することができる。
【００３０】
図２Ａは本件開示の一実施形態における電子光学レンズ１１２の断面図であり、第２組のアライメントマーク１１５が描かれている。実施形態では、円筒状リングの上面上又はその付近に第２組のアライメントマーク１１５が配置されている。例えば、その円筒状リング自体の頂部を以て第２組のアライメントマーク１１５とすることができる。また例えば、その円筒状リングの頂部上に配置された１個又は複数個の幾何学的フィーチャを、第２組のアライメントマーク１１５に含めることができる。更に例えば、その円筒状リングの頂部上にある１個又は複数個のノッチ（窪み）又はインデント（ぎざぎざ）を、第２組のアライメントマーク１１５に含めることができる。こうした場合、電子ビームが基板１１４方向に伝搬する際に、その電子ビーム１０４が第２組のアライメントマーク１１５を通過することとなる。
【００３１】
図２Ｂは本件開示の一実施形態における電子光学レンズ１１２の頂面図であり、その電子光学レンズ１１２のアパーチャ面に所在しそれを介し電子ビーム１０４が伝搬する第２組のアライメントマーク１１５が描かれている。実施形態では第２組のアライメントマーク１１５が円筒状リングの態であり、電子光学カラム内アパーチャの上に座している。
【００３２】
図３は、本件開示の一実施形態における電子光学レンズ１１２、第２組のアライメントマーク１１５、アライメントプレート１１７、第３組のアライメントマーク１１８及び実装支持材１１０の断面図である。実施形態では、その実装支持材１１０により、アライメントプレート１１７が電子光学レンズ１１２の下部にしっかりと固定されている。また、実施形態では、電子光学レンズ１１２及びアライメントプレートが伝搬中の電子ビーム１０４を囲っている。また、実施形態では、電子ビームが基板１１４方向に伝搬する際、その電子ビーム１０４が第２組のアライメントマーク１１５及び第３組のアライメントマーク１１８を通過する。
【００３３】
図４Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態における電子光学レンズ１１２の概略模式図兼サンプルステージ１１６の等角図であり、そのサンプルステージ１１６に実装された基板１１４が描かれている。図４Ｂには、本件開示の１個又は複数個の実施形態におけるサンプルステージ１１６の頂面が描かれている。実施形態では支持構造１１３がサンプルステージ１１６内に所在しており、それを助力として基板１１４をサンプルステージ１１６に固定することができる。また、実施形態では第１組のアライメントマーク１２１がサンプルステージ１１６上、基板１１４の検査エリア付近に所在している。
【００３４】
図５Ａは、本件開示の一実施形態における電子光学レンズ１１２、参照ターゲット５０２及びサンプル１１４の断面図であり、二重焦点構成の電子ビーム１０４が描かれている。実施形態では電子ビーム１０４がサンプル１１４上に合焦している。また、実施形態では、その電子ビームがサンプル１１４上に合焦するようサンプルステージ１１６の高さが調整されている。また、実施形態では電子ビームが参照ターゲット５０２上に合焦している。また、実施形態では、二重焦点を呈するよう電子ビーム１０４が構成されているので、その電子ビーム１０４が中間焦点５０４及び最終焦点を呈しそれにより２個の高分解能平面がもたらされることとなる。例えば、電子ビーム１０４をサンプル１１４及び参照ターゲット５０２上に同時に合焦させることができる。一例としては、その電子光学レンズ１１２の電流及び電圧を調整することで、一方の平面にて参照ターゲットを合焦状態にし、且つ他方の平面にてサンプル１１４を合焦状態にすることができる。ここで注記すべきことに、参照ターゲットにおける電界が小さく保たれるので収差を回避することができる。ある種の実施形態では、最終的な走査型電子顕微鏡像が参照、サンプル両者の組合せとなる。ある種の実施形態では、最終的な走査型電子顕微鏡像が像ドリフトに対し自己参照的となる。ある種の実施形態では、最終的な走査型電子顕微鏡像が像ジッタに対し自己参照的となる。ここで注記すべきことに、こうした二重焦点構成の電子ビーム１０４は、サンプル及び参照ターゲットを水平面内に配置する根拠となろう。ここで注記すべきことに、ビームティルト（傾斜）がドリフトすると、二重焦点構成の電子ビーム１０４では、参照ターゲット５０２・サンプル１１４間の横方向シフトにより示されうるそれが生じることとなろう。ある種の実施形態では、このビームティルトのドリフトが、サンプル１１４のバイアスと共にふらつきアライメント条件(wobble alignment condition)の根拠となる。
【００３５】
図５Ｂは本件開示の一実施形態における参照ターゲット５０２の頂面図であり、走査型電子顕微鏡内高分解能平面の中間焦点５０４から得られるＳＥＭ像が描かれている。実施形態における参照ターゲット５０２は、指定された幾何学的パターンを伴う物体である。例えば、参照ターゲット５０２に、これに限られるものではないが円形孔からなる六角形パターンを具備させることができる。一例としては、参照ターゲット５０２の画像に、円形孔からなる六角形パターンのＳＥＭ像であり１０μｍの参照スケールインジケータ５１０を有するものが現れる。
【００３６】
図６は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り電子ビーム式特性解明ツールを対象とするドリフト補償方法の諸ステップを描いたフロー図である。ご認識頂けるように、本処理フロー６００の諸ステップはシステム１００を通じ実行することができる。とはいえ、ご認識頂くべきことに、様々なシステムアライメント構成により処理フロー６００を実行しうるものと考えられるので、システム１００を処理６００に対する限定事項として解すべきではない。
【００３７】
ステップ６０２では、基板がサンプルステージ上でしっかりと保持される。例えば、図４Ａ、図４Ｂに示すように、サンプルステージ１１６上に所在する基板支持材１１３上にその基板１１４が載置される。
【００３８】
ステップ６０４では電子光学カラム及びサンプルステージが整列される。例えば、図１に示すように、電子源１０２により１本又は複数本の電子ビーム１０４を生成し、次いで電子光学カラム１０５を介し基板１１４の所望個所上に差し向けることができる。一例としては、図１に示すように、電子ビーム１０４を基板１１４の中央部に対し整列させることができる。
【００３９】
ステップ６０６では、電子光学カラム１０５がステージ干渉計システム１２５に同期化される。例えば、図１に示すように、干渉計システム１２５を校正するときにその電子光学カラム１０５により電子ビーム１０４を基板１１４の中央部に整列させることで、サンプルステージ１１６における変位変化計測用基本位置を記録することができる。
【００４０】
ステップ６０８では、１本又は複数本の電子ビーム１０４が１個又は複数個のアライメントマークに対し整列される。例えば、図１に示すように、第１組のアライメントマーク１２１又は第２組のアライメントマーク１１５に対し電子ビーム１０４を整列させることができる。一例としては、図１に示すように、サンプルステージ１１６上に所在する基板１１４の検査エリア付近に所在する第１組のアライメントマーク１２１に、その電子ビーム１０４を整列させることができる。
【００４１】
本願記載の方法は、皆、それら方法実施形態を構成する１個又は複数個のステップの結果をメモリ内に格納するステップを、有するものとすることができる。それら結果が本願記載のどの結果を含んでいてもよいし、本件技術分野で既知ないずれの要領でその結果が格納されるのでもよい。その格納媒体には本願記載のあらゆる格納媒体が、また本件技術分野で既知で好適な他のあらゆる格納媒体が包含されうる。結果格納後は、その格納媒体内の結果にアクセスすること、並びにそれを本願記載の方法又はシステム実施形態のうち任意のもので用いること、ユーザへの表示向けにフォーマットすること、他のソフトウェアモジュール、方法又はシステムで用いること等々ができる。更に、それら結果の格納は、「恒久的」なもの、「半恒久的」なもの、一時的なもの、或いは一定期間に亘るもののいずれでもよい。例えば、その格納媒体がランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってもよいし、結果がその格納媒体内に必ずしも永久には存在しないのでもかまわない。
【００４２】
本願記載の主題は、ときに、他部材内に組み込まれ又は他部材に接続・連結された様々な部材を以て描出されている。ご理解頂けるように、それら描写されているアーキテクチャは単なる例示であり、実のところは、他の多くのアーキテクチャを実施し同じ機能を実現することが可能である。概念的には、どのような部材配置であれ同じ機能が実現されるなら、その部材配置は、実質的に「連携」することで所望機能を実現しているのである。従って、本願中のいずれの二部材であれ、ある特定の機能を実現すべく組み合わされているものは、所望機能が実現されるよう互いに「連携」していると見なせるのであり、アーキテクチャや介在部材の如何は問われない。同様に、いずれの二部材であれそのように連携しているものは所望機能を実現すべく互いに「接続・連結され」又は「結合され」ているとも見ることができ、またいずれの二部材であれそのように連携させうるものは所望機能を実現すべく互いに「結合可能」であるとも見ることができる。結合可能、の具体例としては、これに限られるものではないが、物理的に嵌合可能な及び／又は物理的に相互作用する諸部材、及び／又は無線的に相互作用可能な及び／又は無線的に相互作用する諸部材、及び／又は論理的に相互作用する及び／又は論理的に相互作用可能な諸部材等がある。
【００４３】
更に、ご理解頂けるように本発明は別項の特許請求の範囲によって定義される。いわゆる当業者にはご理解頂けるであろうが、総じて、本願特に別項の特許請求の範囲（例．別項の特許請求の範囲の本文）にて用いられている語は概ね「開放」語たる趣旨のものである（例．語「〜を含んでいる」は「〜を含んでいるが〜に限られない」、語「〜を有している」は「少なくとも〜を有している」、語「〜を含む」は「〜を含むが〜に限られない」等々と解されるべきである）。これもまたいわゆる当業者にはご理解頂けるように、ある具体的個数の構成要件の導入が目的ならその意図がその請求項に明示されるので、そうした要件の記載がなければそうした意図がないということである。例えば、後掲の請求項のなかには、理解を助けるため導入句「少なくとも１個」及び「１個又は複数個」を用い構成要件を導入しているものがある。そうではあるが、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」により構成要件が導入されているのでその構成要件の導入を孕む請求項全てがその要件を１個しか含まない発明に限定される、といった含蓄があるかのように、そうした語句の使用を解釈すべきではないし、まさにその請求項に導入句「１個又は複数個」又は「少なくとも１個」と不定冠詞例えば「ａ」又は「ａｎ」が併存している場合でもそう解釈すべきではないし（例えば「ａ」及び／又は「ａｎ」は、通常、「少なくとも１個」又は「１個又は複数個」を意味するものと解すべきである）、またこれと同じことが構成要件の導入に定冠詞を使用する場合にも成り立つ。加えて、ある具体的個数の構成要件の導入が明示されている場合でも、いわゆる当業者にはご認識頂けるように、通常は、少なくとも明示した個数ある、という意味にその明示を解すべきである（例．他の修飾語句を欠く「２個の要件」なる抜き身的表現は、通常、少なくとも２個の要件或いは２個以上の要件という意味になる）。更に、「Ａ、Ｂ及びＣのうち少なくとも１個等々」に類する規約が用いられている例では、総じて、いわゆる当業者がその規約を理解するであろう意味に従いそうした構文の趣旨が定まる（例．「Ａ、Ｂ及びＣのうち少なくとも１個を有するシステム」で、例えば、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ・Ｂ双方、Ａ・Ｃ双方、Ｂ・Ｃ双方、及び／又は、Ａ・Ｂ・Ｃ三者を有するシステム等々が包含されることとなろう）。「Ａ、Ｂ又はＣのうち少なくとも１個等々」に類する規約が用いられている例では、総じて、いわゆる当業者がその規約を理解するであろう意味に従いそうした構文の趣旨が定まる（例．「Ａ、Ｂ又はＣのうち少なくとも１個を有するシステム」で、例えば、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ・Ｂ双方、Ａ・Ｃ双方、Ｂ・Ｃ双方、及び／又は、Ａ・Ｂ・Ｃ三者等々を有するシステム等々が包含されることとなろう）。これもまたいわゆる当業者にはご理解頂けるように、代替的な複数個の語を提示する分離接続詞及び／又は分離接続句については、明細書、特許請求の範囲及び図面のいずれにあるものかを問わず原理的には全て、一方の語、いずれかの語、或いは双方の語を包含する可能性が想定されているものと理解すべきである。例えば、語句「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を包含するものと解されよう。
【００４４】
思うに、本件開示及びそれに付随する多くの長所については上掲の記述により理解頂けるであろうし、開示されている主題から離隔することなく或いはその主要な長所全てを損なうことなく諸部材の形態、構成及び配置に様々な改変を施せることも明らかであろう。上述の形態は単なる説明用のものであり、後掲の特許請求の範囲の意図はそうした改変を包括、包含することにある。更に、ご理解頂けるように、本件開示は別項の特許請求の範囲によって定義されるものである。
【図１】
2019509609.tif 000003
【図２Ａ】
2019509609.tif 000004
【図２Ｂ】
2019509609.tif 000005
【図３】
2019509609.tif 000006
【図４Ａ】
2019509609.tif 000007
【図４Ｂ】
2019509609.tif 000008
【図５Ａ】
2019509609.tif 000009
【図５Ｂ】
2019509609.tif 000010
【図６】
2019509609.tif 000011
【図７】
2019509609.tif 000012
【国際調査報告】
2019509609.tif 000013
2019509609.tif 000014